Введение к работе
Актуальность работы. Актуальность работы определяется тем, что в последние годы при минерагенических исследованиях все большее внимание уделяется проблемам научного прогноза новых типов полезных ископаемых (особенно руд цветных и благородных металлов) в различных геологических комплексах. Это стало возможным с появлением и развитием ГИС-методов обработки пространственных данных, с развитием и массовым применением в поисковых и геологоразведочных работах новых химико-аналитических методов, с возможностью создания на основе получаемых данных петрохимических и пространственных моделей. Особой проблемой является разработка научных основ целевого минерагенического прогнозирования ультрабазитовых комплексов. Ультрабазиты встречаются на поверхности Земли значительно реже, чем другие группы пород, составляя менее 1% объема всех изверженных образований. Вместе с тем практически все они содержат многие виды полезных ископаемых (платина и платиноиды, руды хрома, кобальта, никеля, меди, железа, огнеупорное и кислотоупорное сырье, а также строительные материалы).
На Северном Кавказе такие потенциально рудоносные ультраосновные породы известны в форме отдельных массивов в пределах узкой полосы его горной части от Черного до Каспийского моря и составляют часть альпийско-гималайского протерозойско-палеозойского северокавказского офиолитового пояса. Самым крупным из них является Малкинский массив, в пределах обнаженной части которого известны руды железа, никеля, кобальта, хрома, а также асбест, магнезит и др. Однако фундаментальные вопросы его минерагении еще не исследованы. До сих пор этот массив считается однородным, сложенным в основном серпентинитами, месторождения черных и цветных металлов изучались как продукты юрской коры выветривания вне связи с более древней геологической историей массива, не изучались петрохимические характеристики, характер дифференциации ультраосновной магмы, предопределяющие минерагенические особенности подобных массивов. Не оценивалась возможность изучения минерагенического потенциала основной области распространения Малкинского массива, перекрытой мезозойскими отложениями, площадь, которой в 5 раз больше обнаженной его части.
Цель исследования. Установить минерагенические особенности Малкинского массива на основе специальной обработки и анализа геолого-геофизических, петрографических и химико-аналитических данных с использованием современных ГИС-технологий и сравнительного петрохимического моделирования.
Основные задачи: 1. Собрать, обобщить и проанализировать все существующие сведения о геологическом строении и полезных ископаемых Малкинского ультрабазитового массива.
Выявить структурно-вещественные неоднородности Малкинского массива на основе оцифровки и специальной ГИС-обработки существующих геолого-геофизических данных, анализа спектрозональных космофотоснимков и проведения петрографических исследований.
Установить закономерности распределения полезных ископаемых Малкинского массива в пространстве и времени в связи с распространением базит-ультрабазитовых апо- и эпипород.
Разработать петрохимическую модель Малкинского массива на основе новых химико-аналитических данных и современных представлений о природе ультрабазитов, провести ее сравнительный анализ с петрохимическими моделями известных ультрабазитовых комплексов Мира.
Определить новые геолого-геофизические, минералого-петрографические и петрохимические предпосылки рудоносности Малкинского массива, выявить прямые признаки платиноносности.
Материалы и методы исследований. Фактический материал был получен в ходе проведения экспедиционных и лабораторных работ в рамках базовой темы отдела геологии Института аридных зон ЮНЦ РАН «Изучение структурно-вещественных неоднородностей геологических формаций, разработка научно-методических основ моделирования, прогнозирования и технологий освоения месторождений полезных ископаемых юга России» и проектам Программы Президиума РАН в период с 2007 по 2010 г.г. Все названные работы и тема диссертации соответствуют разделу 58 Программы основных направлений фундаментальных исследований РАН «Геология месторождений полезных ископаемых, научные основы формирования минерально-сырьевой базы».
Соискателем лично изучены опорные разрезы Малкинского массива по коренным обнажениям вдоль долины р. Малки и по бортам долин руч. Гедмыш, Большой Лахран, Лахран, Орта-Лахран, Гитче-Лахран, Таза-Кол, Уллу-Таза-Кол, Кызыл-Кол, Ран-Кол, Гедмыш и Мозекей (всего 56 пог. км.), передокументировано 254 пог. м. горных выработок и 370 пог. м. керна скважин; произведена полевая заверка результатов собственной переинтерпретации аэромагнитной съемки предшественников и результатов собственной специальной обработки многозональных космофотоснимков (рис. 1). Отобрано 80 штуфов руд и вмещающих пород на производство химических анализов, шлифов и аншлифов, а также 62 пробы донных осадков для определения содержаний благородных металлов. Автором проработаны все имеющиеся фондовые материалы и опубликованные работы по геологии, геофизике и рудоносности Малкинского массива (35 отчетов, записок и т.п.), произведена оцифровка данных аналоговой аэромагнитной съемки 1971 года масштаба 1:25000 на площади 18,6 км , в результате чего получено 5540 значений магнитной восприимчивости пород массива, изучено 65 шлифов и 15 аншлифов руд и вмещающих пород. Кроме того, соискателем использованы результаты 431 химического анализа магматических пород Малкинского массива, полученных из разных отчетов;
все они сведены в единую базу данных для обработки и использования в
петрохимической модели.
Рис. 1 Карта фактического материала по Малкинскому гипербазитовому массиву
1 - временные полевые базы (а - 2008 г., б - 2009 и 2010г.); 2 - контур Малкинского
ультрабазитового массива; геологические маршруты: 3-е замерами магнитной
восприимчивости пород, 4-е отбором каменного материала; 5-е отбором проб донных
отложений; 6 - точки оцифрованных значений АТа; 7 - участки геологоразведочных
работ предшественников на железные руды (1-Орта-Лахран, 2-Таза-кол, З-Мозекей, 4-
Кызыл-Кол, Хабаз; 5-Гедмыш, 6-Крокодил, 7-Дюрбеджи-Дорбун)
Научная новизна работы:
Обоснован новый концептуальный подход к целевому минерагеническому прогнозированию рудоносности Малкинского массива на основе анализа и специальной обработки существующих геолого-геофизических и новых химико-аналитических данных с использованием современных ГИС-технологий и сравнительного петрохимического анализа.
Выявлена неизвестная ранее разноуровневая структурно-вещественная неоднородность Малкинского массива, выраженная наличием четырех петрографических разностей ультрабазитов закономерно сменяющих друг друга с юга на север, - лерцолитов, апогарцбургитов, аподунитов, железистых апогарцбургитов, и габброидов, прорывающих апогарцбургиты, а также различным характером и степенью эпигенетических изменений эпипород.
Установлено, что распределение различных типов полезных ископаемых Малкинского массива в пространстве предопределено
размещением апопород, а проявление во времени связано с характером и степенью их эпигенетических преобразований.
Построена карта вещественно-структурных неоднородностей с отображением неизвестных ранее апопород, и закономерностей распределения связанных с ними полезных ископаемых.
Разработана петрохимическая модель Малкинского массива, проведен сравнительный анализ ее с петрохимическими моделями эталонных ультрабазитовых объектов Мира, установлено ее сходство с петрохимической моделью Бушвельдского комплекса.
Практическое значение работы:
На основе полученных данных установлены новые геолого-геофизические, минералого-петрографические и петрохимические предпосылки и критерии оценки рудоносности Малкинского массива, позволяющие более надежно прогнозировать типы ожидаемых полезных ископаемых и, в связи с этим более целенаправленно планировать поисковые и геологоразведочные работы;
Выявленные нами прямые признаки платиноносности в геохимических потоках рассеяния и их приуроченность к штокам аподунитов позволяют локализовать площади для постановки поисковых работ на МПГ.
На защиту выносятся:
Обоснование структурно-вещественной неоднородности Малкинского ультрабазитового массива.
Выявленные закономерности размещения полезных ископаемых Малкинского массива.
Разработанная соискателем петрохимическая модель Малкинского массива.
Геологические и петрохимические предпосылки и прямые признаки платиноносности Малкинского массива.
Апробация работы и публикации. Всего по теме диссертационной работы опубликовано 11 научных работ в т.ч. 2 статьи в журналах из перечня ВАК. Основные положения диссертационной работы были представлены на VII, VIII и IX Международной научно-практической конференции «Проблемы геологии, экологии и рационального природопользования» (г.Новочеркасск, 2009, 2010 и 2011), на Международной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов, памяти академика А.П.Карпинского (г. С.-Петербург, 2011), на Международном минералогическом семинаре «Минералогическая интервенция в микро- и наномир» (г. Сыктывкар, 2009), на Всероссийской конференции «Чтения памяти академика К.В. Симакова» (г. Магадан, 2009).
Объем и структура работы.
